How seasonality and anthropogenic impacts can modulate the structure of aquatic benthic invertebrate assemblages

Abstract

We studied a benthic invertebrate assemblage of a stream that passes through pristine, rural, suburban and urban areas of a municipality located in southeastern Brazil to investigate a possible relationship between this assemblage structure and urbanization. The environmental variables and fauna structure were analyzed in a spatial and temporal scale, sampling the four sites in a dry and wet season. We found a clear spatial pattern, with higher similarity between sites from rural and suburban area that presented intermediate environmental characteristics. The pristine site showed in both seasons the lowest values of alkalinity and fecal coliform. On the other hand, the site located in the urban area showed the lowest concentration of dissolved oxygen and higher of suspended solids, ammonia and fecal coliform. The extreme values of these three variables occurred in the wet season, probably related to the high rainfall values. The benthic invertebrate fauna structure followed the same longitudinal and seasonal pattern found for the environmental variables. The site in urban area showed the lowest richness, diversity and evenness, with a dominance of two groups resistant to adverse environmental conditions (Oligochaeta and Orthocladiinae) and absence of more sensitive groups (Coleoptera, Ephemeroptera and Trichoptera). The increase drag of the substrate and associated invertebrates can be responsible for the lower abundance and richness observed in the wet season. The environmental variables that best defined the differentiation between sites (dissolved oxygen, organic suspended solids and fecal coliform) related directly to urbanization effects, like dump effluents and removal of riparian vegetation.

Diversidad de ninfas de Leptohyphidae (Ephemeroptera) en el río Quenane-Quenanito, piedemonte llanero colombiano

“…En esta estación se evidenció uno de los valores más altos de caudal en la época de transición a sequía (aportado por la alta precipitación en semanas anteriores), un pH ligeramente ácido y la disminución en la conductividad con respecto al valor registrado en la temporada de sequía (MS1), todo lo cual podría reducir la biomasa del perifiton (Montoya & Ramírez, 2007). Lo anterior genera condiciones drásticas para el establecimiento de organismos acuáticos, pues las urbanizaciones los afectan negativamente, con la consecuente reducción en la riqueza y el aumento en la abundancia de las especies tolerantes a estas alteraciones (Melo et al, 2017;Uieda et al, 2017). En esta estación se reportó la diversidad más alta en el periodo hidrológico de transición a sequía, una baja abundancia de las morfoespecies Tricorythopsis sp.…”

“…La urbanización influye en la riqueza y en la diversidad de estos organismos, pues al remover la vegetación ribereña también se remueve el filtro de la zona de transición que regula la descarga y flujo de agua que controla la entrada de sedimentos y contaminantes. Esto transforma parcial o completamente las características naturales de los ecosistemas acuáticos y reduce la biodiversidad (Moore & Palmer, 2005;Prat et al, 2009;Uieda et al, 2017).…”

“…Así, el ensamblaje de Leptohyphidae de las estaciones CQ4 y CQ6 corresponde a subconjuntos de la estación CQ3. En esta última se realizan actividades exclusivamente de turismo, a diferencia de CQ4 y CQ6 donde hay asentamientos humanos, ganadería y captación de agua para cultivos y piscicultura, actividades que explican la pérdida de especies a raíz de las diferentes transformaciones que generan en los ecosistemas acuáticos (Corbi et al, 2013;Melo et al, 2017;Uieda et al, 2017).…”

“…Así, la ganancia y pérdida de ejemplares entre estaciones parece ser consecuencia de las diferencias entre los filtros ambientales y, posiblemente, por la competencia entre especies (Leprieur et al, 2011). Las estaciones CQ5 y CQ6 se encuentran en la zona baja del arroyo, que hace parte de la zona geológica de los Llanos Orientales (Alonso et al, 2012), y comparten las actividades antrópicas correspondientes a cultivos y ganadería, las cuales pueden generar condiciones que favorecen el establecimiento de especies tolerantes a estas perturbaciones y el desplazamiento de aquellas con mayor sensibilidad (Moore & Palmer, 2005;Uieda et al, 2017). Por otra parte, es posible que las agrupaciones encontradas estuviesen determinadas por la proximidad que hay entre los sitios de muestreo, como lo propone Whittaker (1956), pues la similitud de dos puntos de muestreo aumenta cuando la distancia disminuye entre ellos.…”

“…En la región de la Orinoquía colombiana, los diferentes usos de suelo, principalmente ganadería, han promovido la pérdida parcial o total de la vegetación ribereña (Osorio-Ramírez et al, 2015). Estos impactos generan la alteración de las características fisicoquímicas del agua, la pérdida de hábitat y, consecuentemente, influyen en la calidad del agua (Corbi et al, 2013;Melo et al, 2017;Uieda et al, 2017) y afectan significativamente la diversidad de las comunidades acuáticas (Bauernfeind & Moog, 2000).…”